Présentation
Auteur(s)
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Jean-Pierre MUZEAU : Ancien élève de l’École Normale Supérieure de Cachan - Docteur d’état ès Sciences Physiques - Professeur des Universités - Responsable du Département Génie Civil du CUST, Institut des Sciences de l’Ingénieur de l’Université Blaise Pascal de Clermont-Ferrand
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les articles de Constructions métalliques concernant les procédés d’assemblage ont été subdivisés en plusieurs parties :
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« Moyens d’assemblage » ;
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« Assemblage par procédés mécaniques » ;
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[C 2 522] « Assemblage par soudage » ;
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« Pour en savoir plus ».
Les techniques de soudage ont considérablement évolué depuis quelques années à tel point qu’aujourd’hui en France, il est devenu extrêmement rare de trouver des boulons dans les ponts métalliques.
Il existe trois méthodes principales pour créer la chaleur nécessaire au soudage :
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la flamme oxyacétylénique ;
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la résistance au passage d’un courant ;
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l’arc électrique.
Chaque méthode produit un bain d’acier en fusion que l’on doit protéger de la contamination atmosphérique. La méthode utilisée pour réaliser cette protection a une influence prépondérante sur les caractéristiques du mode opératoire.
Le chalumeau oxyacétylénique est plutôt utilisé pour le découpage des éléments (bien qu’aujourd’hui les procédés au plasma deviennent de plus en plus courants).
Les procédés par résistance trouvent une application dans le soudage par points des éléments minces.
Pour l’acier de structure, les modes opératoires les plus couramment utilisés sont basés sur l’arc électrique. C’est celui qui est exposé ci-après.
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- Version courante de août 2012 par Jean-Pierre MUZEAU
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1. Procédés de soudage
L’opération de soudage par fusion avec fil-électrode fusible consiste à faire fondre un métal d’apport en même temps que les plats ou les profilés à assembler. Le métal fondu provenant de chaque élément est réuni au niveau du joint dans un bain de métal qui comble l’interface. Au fur et à mesure que le bain de fusion se refroidit, le métal fondu qui se trouve à la limite de fusion se solidifie, formant un lien solide avec le métal de base. Quand la solidification est totale, il y a continuité du métal à travers le joint.
Dans le soudage à l’arc, on peut utiliser un flux ou un gaz non réactif (inerte) pour recouvrir le bain de fusion et donc empêcher l’action de l’air.
1.1 Terminologie de la soudure
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Terminologie des différentes zones des soudures
Les termes utilisés pour caractériser un cordon de soudure sont les suivants (figure ) :
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le métal de base est le matériau constitutif des éléments à souder ;
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le métal d’apport est la matière dont est constituée l’électrode utilisée dans le processus de soudage ;
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la racine désigne l’endroit de l’assemblage jusqu’où le métal d’apport a pénétré ;
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la face représente la surface extérieure de la soudure ;
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le pied correspond à la ligne de séparation, sur la face de la soudure, entre le métal de base et le métal d’apport ;
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la zone affectée thermiquement (ou ZAT) est la partie du matériau de base qui n’est pas rentrée en fusion avec le métal d’apport mais qui, par contre, a subi un échauffement et un refroidissement très rapides au passage de l’arc de soudage. Dans cette zone, le matériau de base est soumis à un durcissement et peut dès lors acquérir un comportement fragile.
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Terminologie suivant la position du cordon pendant le soudage
Suivant la position du cordon pendant le soudage, les différents cordons prennent des noms différents (figure ).
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Procédés de soudage
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